Sme len 10 sekúnd od objavenia tmavej hmoty. Môže sa to udiať aj dnes, je tu ale jeden veľký problém

Jednou z najväčších záhad fyziky je určite aj temná či tmavá hmota. Aj keď sa o jej existencii v odborných kruhoch v podstate nepochybuje, zatiaľ sa ju fyzikom nepodarilo detegovať a ostáva tak „nepolapiteľná“. Avšak je tu jedna možnosť, ako ju „zachytiť“ a stačí na to len 10 sekúnd. 

Pozorovanie axiónov

Jedným z veľkých kandidátov na temnú či tmavú hmotu sú aj častice nazvané axióny. Taktiež ich existencia nebola potvrdená, avšak astrofyzici z Kalifornskej univerzity v Berkeley prichádzajú so zaujímavou predpoveďou, ako by ich existenciu bolo možné dokázať, píše portál Science Alert.

O existencii temnej hmoty sa začalo diskutovať už v prvej polovici minulého storočia. Má ísť o hmotu či látku, ktorá nevyžaruje žiadne elektromagnetické žiarenia a nie je možné ju bežne pozorovať. Jej existencia je tak zistená len z gravitačného pôsobenia.

Axióny boli prvýkrát predpokladané v 70. rokoch minulého storočia. Predpokladá sa, že majú veľmi malú hmotnosť (až miliárdkrát menšiu ako elektrón), nemajú elektrický náboj a extrémne slabo interagujú s hmotou. Zároveň sú ale veľmi stabilné a ich existencia pretrváva od raného vesmíru až do súčasnosti.

Práve to, ako sa axióny zhlukujú a ako interagujú s inou hmotou prostredníctvom gravitácie, z nich robí dobrého kandidáta na tmavú hmotu. Potvrdenie ich existencie by tak mohlo znamenať objavenie tmavej hmoty.

Stačí 10 sekúnd

Vedci z Berkeley vo výskume publikovanom v časopise Physical Review Letters uvažujú, že by záhadu temnej hmoty bolo možné vyriešiť v priebehu 10 sekúnd. Samozrejme, nie je to úplne jednoduché. Základom je, aby nastal výbuch supernovy, pričom by v priebehu prvých sekúnd mohlo vyžarovať dostatok axiónov. Tie by potom stačilo „zachytiť“.

Problémov je tu ale viac. V prvom rade je potrebné zaznamenať výbuch supernovy. To sa môže stať aj dnes, no taktiež to môže trvať aj desaťročia. V druhom rade je potrebné tento výbuch dobre zachytiť detektorom. V súčasnosti to dokáže umelá družica známa ako Fermiho vesmírny teleskop, ktorý má ale pravdepodobnosť 1:10, že by sa mu to podarilo zachytiť.

Preto navrhli flotilu satelitov zachytávajúcich gama žiarenie, ktoré by dokázali monitorovať celú oblohu so skratkou GALAXIS (GALactic AXion Instrument for Supernova).

„Všetci sme nervózni z toho, že keď nastane výbuch ďalšej supernovy, tak nebudeme mať k dispozícii správne prístroje na jej meranie. Bola by hanba, ak by zajtra vybuchla supernova a my by sme premeškali príležitosť odhaliť axión, pričom táto možnosť sa nemusí potom zopakovať aj 50 rokov,“ povedal hlavný autor štúdie Benjamin Safdi v tlačovej správe.

Ako by ich odhalili

Podľa vedcov by sa axióny v silných magnetických poliach príležitostne rozpadli na fotóny, čo by znamenalo, že detekcia „extra“ svetla v blízkostí polí by ich mohla prezradiť.

Vedci tvrdia, že je dôležité zamerať sa na objekty, ktoré môžu vybuchnúť ako supernovy. Keď to nastane, výsledný záblesk obsahujúci gama žiarenie by mohol odhaliť množstvo detailov.

Ak by sa preukázala existencia axiónu, prinieslo by to množstvo informáciu ohľadom temnej hmoty, ale aj dôležité poznatky do teórie strún či do rovnováhy medzi hmotou a antihmotou.

Pozri aj:

Slovenka navštívila Onkalo, kam človek nevstúpi 100-tisíc rokov: Prezradila, či hrozí uvoľnenie rádioaktívneho odpadu